U形管單井液力自循環(huán)采油裝置制造方法
【專利摘要】本使用新型為一種U形管單井液力自循環(huán)采油裝置，屬于機械采油新領域。該裝置包括由加壓泵泵入動力液的油管、油管自上而下依次串接的彈性扶正爪、井下液力往復泵、油氣分離罩及封隔器密封的油套管環(huán)形空間U形管產液通道，封隔器之下尾管串接的旋流分砂管，產出液經D口流經多功能中轉罐，并由此一路經A口流入過濾器、加壓泵，另一路通過E口進入集輸管道所組成的采油密閉循環(huán)流程；地面配套裝置包括依次串連的電動機、加壓泵、過濾器和多功能中轉罐。該裝置可解決井下砂、蠟、稠、氣、斜、深，地面節(jié)能、安全、環(huán)保、基本免維護的諸多難題，實現機械采油的方向性創(chuàng)新，是各類采油方式的最佳選擇。
【專利說明】U形管單井液力自循環(huán)采油裝置
【技術領域】
[0001]本使用新型為一種U形管單井液力自循環(huán)采油裝置，屬機械采油新領域。
【背景技術】
[0002]在油田開發(fā)中，除油田開發(fā)初期依靠地層能量的自噴采油外，隨著開發(fā)年限的延長，油井都將轉入機械舉升采油方式。據不完全統(tǒng)計，全世界目前有油井約200萬口，其中機械采油約占95%以上。
[0003]國內外常用的機械采油方式主要為電潛泵采油、螺桿泵采油、射流泵采油、四連桿游梁式抽油機有桿泵采油和為了節(jié)能增效改進的天平平衡電機直驅立式抽油抽采油。上述采油方式雖然各有優(yōu)勢，但也各有技術局限。
[0004]電潛泵采油適應大排量的排液需要，但要舉升液柱重量和克服摩擦阻力，能耗高，使用壽命短，且更換費用及入井電纜的高成本制約著該種采油方式的大規(guī)模推廣。
[0005]螺桿泵采油同樣需要舉升液柱重量和克服摩擦阻力，且對深井、斜井、稀油井難以適應，使用范圍較小。
[0006]射流泵采油沒有運動部件，靠動力液與地層流體之間的動量轉換實現液體舉升，不受舉升高度的限制，工藝簡單，成本低廉，工作原理不失為一種較理想的采油方式，但高壓噴嘴的磨損和低產能井的不適應制約了其長壽命大面積推廣。
[0007]四連桿游梁式抽油機和改進的立式抽油機經平衡后只舉升液重之半的載荷，且疲實可靠、經久耐用，至今仍占機械采油的90 %左右，成為機械采油的主導機型。但結構龐大、維護笨重、費用昂貴和管桿偏磨導致井下故障率高，對斜井、超深井、稠油井使用受限，越來越不適應現代社會低碳經濟的發(fā)展需要。
[0008]上世紀八十年代，國內部分油田曾引進水力活塞泵，引起廣泛關注，但由于該采油方式控制機構和換向閥的結構缺陷突出，地面動力液系統(tǒng)的建設費用偏高，很快便退出應用現場。
[0009]隨著油田開發(fā)的深化，諸多矛盾嚴重制約著油田開發(fā):
[0010]一是隨著定向斜井和從式井越來越多，井斜問題導致的管桿偏磨成為有桿泵難以攻克的難題；
[0011]二是受油田中后期開采越來越嚴重的砂、蠟、稠、氣制約，上述采油方式已難以適應；
[0012]三是隨著深抽、大排量井的增多，已接近和超出上述機械采油方式的負荷極限；
[0013]四是節(jié)能、安全、環(huán)保、基本免維護的現代企業(yè)管理要求亟待采油新工藝、新技術的創(chuàng)新和發(fā)展。
[0014]如何攻克上述諸多采油工藝的技術制約瓶頸，近10年來，國內圍繞液力抽油泵的研究持續(xù)深入，先后公開了 60多項有關專利，為技術創(chuàng)新提供了寶貴的啟示，但均未投入現場應用，究其原因，其液力換向機構復雜導致的上下?lián)Q向交替瞬間液流通道的閉合和開啟可靠性差、流道阻力大、內外筒多個密封面的裝配難度及應對砂、蠟、稠、氣等技術制約是難以礦場應用的癥結，只有對其進一步改進和優(yōu)化，才能更好地實現向生產力的轉化。
[0015]針對上述制約機械采油的諸多矛盾，本發(fā)明通過分析對比上述各類采油方式的優(yōu)勢和缺陷得出如下結論:
[0016]上述諸多采油方式，大多需舉升液體重量和摩擦阻力之和，造成高能耗和高物耗。
[0017]根據U形管原理:U形管內裝有同一種液體時,液體總是從一端流向另一端,一直流到兩端液面一樣平為止。因此，舉升U形管內液體，只需克服液體與管壁之間往返摩擦力，其舉升力小于等液柱壓力的30%。因而，為更好地適應現代采油工藝的需求，經優(yōu)化篩選，U形管采油原理是所有采油方式的最佳選擇。
【發(fā)明內容】
[0018]本使用新型的目的是根據U形管原理，利用油井油管、油套管環(huán)形空間和井下液力往復泵組成的U形管循環(huán)回路，通過地面加壓泵提供液體動力，實現井下液力泵往復運動舉升采油，并一攬子解決井下砂、蠟、稠、氣、斜、深，地面節(jié)能、安全、環(huán)保、基本免維護的諸多難題，實現機械采油的創(chuàng)新和突破，為采油方式的更新?lián)Q代開創(chuàng)方向性新方法并提供高效配套裝置。
[0019]本使用新型的技術解決方案是:
[0020]所述的U形管單井液力自循環(huán)采油裝置包括如圖1所示的由加壓泵2泵入動力液的油管5、油管5自上而下依次串接的彈性扶正爪7、井下液力往復泵8、油氣分離罩9及封隔器10密封的油管5和套管6環(huán)形空間U形管產液通道，封隔器10之下尾管串接的旋流分砂管11，產出液經D 口流經多功能中轉罐4，并由此一路經A 口流入過濾器3、加壓泵2，另一路通過E 口進入集輸管道所組成的采油密閉循環(huán)流程；地面配套裝置包括依次串連的電動機1、加壓泵2、過濾器3和多功能中轉罐4。
[0021]所述的采油密閉循環(huán)流程為由封隔器10密封油套管環(huán)形空間組成的U形管產液密閉循環(huán)回路，其流程至少為以下七種類型之一:
[0022]第一種如圖1和圖5所示為加壓泵2將高壓動力液從C 口泵入油管5，經井下液力往復泵8換向閥芯8-5換向，推動液動缸柱塞8-19往復運動，并帶動排液缸柱塞8-25雙向將產出液經上排液凡爾8-21和下排液凡爾8-28排入油套管環(huán)形空間，進而以U形管方式將產出液舉升至地面，經D 口進入多功能中轉罐4預處理分配，大部分產出液經E 口進入集輸管道，少部分產出液經A 口進入過濾器3，過濾后經B 口進入加壓泵2加壓，成為新動力液實現新一輪循環(huán)；
[0023]第二種如圖2所示為加壓泵2將高壓動力液從C 口泵入油套管環(huán)形空間，經常規(guī)抽油泵泵筒下部入口進泵筒推動柱塞上行，以U形管方式將產出液由油管5舉升至地面，經D 口進入多功能中轉罐4預處理分配，大部分產出液經E 口進入集輸管道，停加壓泵2柱塞靠液柱壓力完成下行程進油，再次啟動加壓泵2，少部分產出液經A 口進入過濾器3，過濾后經B 口吸入加壓泵2，加壓后成為新動力液間歇實現新一輪循環(huán)；
[0024]第三種如圖3所示為動力液通過地面液力換向閥總成12換向，加壓泵2交替將高壓動力液從C 口泵入油管5和油套管環(huán)形空間，以U形管方式將產出液交替由油套管環(huán)形空間、油管5舉升至地面，進入多功能中轉罐4預處理分配，大部分產出液經E 口進入集輸管道，少部分產出液經A 口進入過濾器3，過濾后經B 口吸入加壓泵2，加壓后成為新動力液交替實現新一輪循環(huán)；
[0025]第四種一第六種為油管5內下入空心抽油桿取代油管5，油管5功能代替套管6，組成空心抽油桿和油管5環(huán)形空間，實現與第一、第二、第三種密閉循環(huán)流程相同的U形管密閉米油流程；
[0026]第七種為加壓泵2將高壓動力液從C 口泵入油套管環(huán)形空間，經井下液力往復泵8乏動力液出口流道8-7進入換向閥芯8-5中空內腔，頂開上部單流凡爾從油管5返回多功能中轉罐4的反沖洗流程。
[0027]所述的加壓泵2為柱塞泵或離心泵或兼有與電動機I傳動軸非接觸傳動的無泄露和自加熱功能的磁力密封泵，其與電動機I的配套方式為三相異步電動機或永磁同步電機或開關磁阻調速電機，傳動軸耦合為通用聯(lián)軸器或永磁聯(lián)軸器。
[0028]所述的多功能中轉罐4為圖4所示的集聚光太陽能真空傳熱裝置、強磁旋流自發(fā)電加熱裝置、產出液余溫加熱和油氣旋流分離裝置及產出液流向分配多種功能于一罐的多功能中轉罐，該罐罐體為雙層真空罐4-1，其真空夾層底部充裝導熱介質4-6，真空罐體外壁上設置抽氣充液閥4-9，真空罐體上、下部設置液位計4-12;罐體內部通過上、下轉軸固定過濾隔板4-7設置由軸承固定的兩軸端帶葉輪4-5、軸徑外圍包覆強磁體環(huán)4-3的轉軸4-4及強磁體環(huán)4-3外置的套裝式組合鼠籠4-2所組成的強磁旋流自發(fā)電加熱裝置；罐體上部設置法蘭式罐蓋4-8，罐蓋4-8頂部設置超壓報警安全閥4-11，罐蓋4-8下部設置油氣旋流分離傘4-10 ;罐體中部、底部、上部、頂部徑向90°或120°切向分布產生高速旋流，為強磁體環(huán)4-3高速旋轉切割套裝式組合鼠籠4-2發(fā)電制熱提供動力的低壓動力液出口 A、產出液進口 D、產出液出口 E、分離氣出口 F，其中低壓動力液出口 A連接過濾器3，過濾器3出口 B連接加壓泵2，加壓泵2出口 C高壓動力液泵入油管5形成U形管采油密閉循環(huán)回路。
[0029]所述的聚光太陽能真空傳熱裝置包括如圖4所示的雙層真空罐4-1，罐壁上部設置的抽氣充液閥4-9，通過抽氣充液閥4-9向雙層真空罐4-1夾層充裝的水、冠醚、硫酸鉀或重鉻酸鉀、可解離順磁化合物Fe2O3導熱介質4-6以及導熱介質4-6聚焦點設置的弧形線聚焦菲涅耳高倍聚光鏡，有光照條件通過太陽能聚能光斑激發(fā)導熱介質4-6急驟汽化、蒸發(fā)、與罐內旋轉液流快速換熱、凝結、回流高強度循環(huán)換熱；無光照條件通過罐內產液余溫激發(fā)導熱介質4-6進行低強度上述循環(huán)換熱過程。
[0030]所述的強磁旋流自發(fā)電加熱裝置包括如圖4所示的多功能中轉罐4罐體內部通過上、下轉軸固定過濾隔板4-7設置的由軸承固定的兩軸端帶葉輪4-5、軸徑外圍包覆強磁體環(huán)4-3的轉軸4-4及強磁體環(huán)4-3外置的套裝式組合鼠籠4-2，轉軸4_4為非導磁材料，套裝式組合鼠籠4-2為高阻非導磁材料，其中強磁體環(huán)4-3永磁體為徑向充磁軸向疊置；套裝式組合鼠籠4-2在磁力線影響范圍內軸向套置一組、二組或多組，構成同軸多機發(fā)電制熱機組，套置間距0.2-3mm ;套裝式組合鼠籠4_2的結構至少為以下五種類型之一:
[0031]第一種為同軸多組軸向套裝同心管，管與管之間互相絕緣，管壁上對稱開形成閉合導體的兩端封閉的直長縫或斜長縫或直長孔；
[0032]第二種為同軸多組軸向套裝同心管，管與管之間互相絕緣，管壁上對稱開形成閉合導體的兩端封閉的針狀電暈放電錐尖；
[0033]第三種為同軸多組軸向套裝同心管，管與管之間互相絕緣，管壁上對稱開形成閉合導體的兩端封閉的鋸齒狀電弧放電錐尖；
[0034]第四種為同軸多組軸向套裝同心管，管與管之間互相并聯(lián)，管壁上對稱開形成閉合導體的兩端封閉的直長縫或斜長縫或直長孔或針狀電暈放電錐尖或鋸齒狀電弧放電錐尖;
[0035]第五種為對稱真空管閉合鼠籠，管內充裝低溫快速啟動，并以汽化、蒸發(fā)、冷凝、回流方式與管外旋轉流體快速循環(huán)換熱的蒸餾水、乙醇導熱介質。
[0036]所述的油氣旋流分離裝置包括如圖4所示的沿罐壁切向設置的產出液進口 D，罐蓋4-8之下設置的旋流分離傘4-10，正置或倒置的傘面上設徑向旋流導流槽，經旋流分離的重質砂、水經上、下轉軸固定過濾隔板4-7進入產出液出口 E，經旋流分離的天然氣經出口 F并入產出液出口 E混輸入油氣處理站。
[0037]所述的井下液力往復泵8為由內外筒組成的整筒式或分體式液力雙向舉升裝置，包括如圖5所示的自上而下用絲扣密封連接的上接箍8-1、換向閥總成H、外筒8-2和下接頭兼固定凡爾座8-3以及外筒8-2內自上而下密封串連的換向閥總成H、液動缸總成Y、上吸入排出凡爾總成S、排液缸總成P、下吸入排出凡爾總成X,其中液動缸總成Y和排液缸總成P之間通過換向閥總成H的液動缸進口流道8-8、乏動力液返回流道8-9以及上吸入排出凡爾總成S和下吸入排出凡爾總成X的進出油流道構成密閉循環(huán)回路，根據不同井深和排液量需求，液動缸總成Y和排液缸總成P可串連組成單級或多級抽排裝置，各總成的構造和連接關系為:
[0038]換向閥總成H為柱塞上下行程終端軸向拉桿牽引強磁彈射和強磁吸合雙保險換向機構，包括中心孔徑向開泵入、進液、返液、出液等間距凹槽的換向閥體8-4、與等間距凹槽對應開徑向通孔的空心換向閥芯8-5、從換向閥體8-4下端中心孔密封通過連接空心換向閥芯8-5的控制拉桿8-10，其中:
[0039]換向閥體8-4為上部密封連接上接箍8-1，下部密封連接外筒8-2、內筒液動缸筒8-18的液流換向中樞，其閥體上部沿圓周呈60-120°軸向開與動力液入口流道8-6相通的連通孔，與上述連通孔交錯位置向上斜向開與乏動力液出口流道8-7相通的連通孔；閥體下部沿圓周呈60-120°軸向開與液動缸進口流道8-8相通的連通孔，與上述連通孔交錯位置徑向開與乏動力液返回流道8-9相通的連通孔；
[0040]換向閥芯8-5為與換向閥體8-4密封配合的液流換向執(zhí)行機構，包括上部帶中心孔、外壁開長凹槽的芯管和外覆的與芯管長凹槽對應配合的短徑向通孔耐磨耐熱材料護套，其芯管上下長凹槽沿圓周每30-120°開徑向通孔與乏動力液出口流道8-7連通；
[0041]控制拉桿8-10為柱塞上下行程終端軸向拉桿牽引強磁彈射和強磁吸合雙保險換向控制機構，其上端連接換向閥芯8-5，并從換向閥體8-4下部中心孔密封通過，其下端密封通過液動缸柱塞8-19中心孔后進入與液動缸柱塞8-19下部連接的空心排液缸柱塞桿8-24 ;空心排液缸柱塞桿8-24頂部設置上強磁吸合環(huán)8-14 ;控制拉桿8_10上行程終端固定上擋環(huán)8-12，上擋環(huán)8-12上部同極性疊置2-3塊強磁彈射環(huán)8_11，上擋環(huán)8_12下部設置上緩沖簧8-13 ;控制拉桿8-10下行程終端固定下?lián)醐h(huán)8-17，下?lián)醐h(huán)8_17上部異極性疊置2-3塊下強磁吸合環(huán)8-16，下強磁吸合環(huán)8-16上部設置下緩沖簧8_15 ；
[0042]液動缸總成Y為提供液體動力的執(zhí)行機構，包括液動缸筒8-18和與其密封配合的液動缸柱塞8-19，液動缸柱塞8-19下端中心孔用絲扣或活節(jié)連接空心排液缸柱塞桿8-24 ；
[0043]上吸入排出凡爾總成S為下吸上排的兩用閥，包括空心上凡爾體8-20、上排液凡爾8-21和上吸入凡爾8-22，其中上凡爾體8-20上端徑向呈90°或120°設置與油套管環(huán)形空間出油流道連通的上排液凡爾8-21 ;上凡爾體8-20下端徑向呈90°或120°設置與內外筒進油流道連通的上吸入凡爾8-22 ;上排液凡爾8-21和上吸入凡爾8-22由凡爾罩限位的凡爾球為高耐磨耐熱材料球體或帶尾桿的半球體，凡爾腔與凡爾球間隙配合，并呈90°或120°設置軸向出進油流道；
[0044]排液缸總成P為雙吸雙排的抽排機構，包括排液缸筒8-23和與其密封配合的排液缸柱塞8-25以及拖動排液缸柱塞8-25的空心排液缸柱塞桿8-24，排液缸柱塞8_25上部中心孔與從上吸入排出凡爾總成S中心孔密封通過的空心排液缸柱塞桿8-24用絲扣或活節(jié)連接，排液缸柱塞8-25下部為以下兩種類型之一:
[0045]第一種為不設中心孔的光柱塞；
[0046]第二種為柱塞下部設置中心孔，該中心孔用絲扣或活節(jié)與從下吸入排出凡爾總成X中心孔密封通過的平衡桿連接；
[0047]下吸入排出凡爾總成X為上吸下排的兩用閥，包括空心下凡爾體8-26、下吸入凡爾8-27和下排液凡爾8-28，其中下凡爾體8-26上端徑向呈90°或120°設置與內外筒進油流道連通的下吸入凡爾8-27;下凡爾體8-26下端徑向呈90°或120°設置與油套管環(huán)形空間出油流道連通的下排液凡爾8-28 ;下吸入凡爾8-27和下排液凡爾8-28由凡爾罩限位的凡爾球為高耐磨耐熱材料球體或帶尾桿的半球體，凡爾腔與凡爾球間隙配合，并呈90°或120°設置軸向進出油流道。
[0048]所述的液動缸柱塞8-19和排液缸柱塞8-25與缸筒的密封為高耐磨金屬間隙密封或張力密封，其中張力密封至少為以下二種類型之一:
[0049]第一種為熱張力密封，柱塞本體為高耐磨金屬，與缸筒保持間隙密封，柱塞徑向凹槽內熱裝熱脹冷縮系數大于柱塞本體材質的有機或無機或有機無機合成材料密封環(huán)，靠磨損后密封環(huán)熱張力大于柱塞本體熱張力可靠密封，密封環(huán)材料為無油自潤滑、耐高溫、耐磨、耐油、耐腐蝕改性MC尼龍、丁腈橡膠、氟橡膠、聚四氟乙烯、聚苯亞咪咪、聚酰亞胺的其中之一；
[0050]第二種為液壓張力密封，柱塞本體為高耐磨金屬，與缸筒保持間隙密封，柱塞本體外層設置與動力液連通的密封薄壁耐磨金屬空腔，靠磨損后動力液高壓對薄壁金屬的張力變形可靠密封。
[0051]采用以上技術方案，本使用新型是各種采油方式的最佳選擇，可一攬子解決井下砂、蠟、稠、氣、斜、深，地面節(jié)能、安全、環(huán)保、基本免維護的諸多難題，實現機械采油的方向性創(chuàng)新。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0052]圖1為U形管單井液力自循環(huán)采油裝置結構、流程示意圖；
[0053]圖2為圖1的U形管單井液力間歇式循環(huán)配套裝置結構、流程示意圖；
[0054]圖3為圖1的U形管單井液力交替式循環(huán)配套裝置結構、流程示意圖；
[0055]圖4為圖1的地面配套裝置結構、流程示意圖；[0056]圖5為圖1的井下液力往復泵結構示意圖。
[0057]圖中:
[0058]1.電動機；2.加壓泵；3.過濾器；4.多功能中轉罐；5.油管；6.套管；7.彈性扶正爪；8.井下液力往復泵；9.油氣分離罩；10.封隔器；11.旋流分砂管；12.地面液力換向閥總成。
[0059]其中多功能中轉罐4各部件名稱和標注號為:
[0060]4-1.雙層真空罐；4-2.套裝式組合鼠籠；4-3.強磁體環(huán)；4_4.轉軸；4_5.葉輪；4-6.導熱介質；4-7.轉軸固定過濾隔板；4-8.罐蓋；4-9.抽氣充液閥；4_10.旋流分離傘；4-11.安全閥；4-12.液位計。
[0061]井下液力往復泵8各部件名稱和標注號為:
[0062](I).泵體
[0063]8-1.上接箍；8_2.外筒；8_3.下接頭兼固定凡爾座；
[0064](2).液流口
[0065]A 口.低壓動力液出口；
[0066]B 口.過濾器3出口；
[0067]C 口.加壓泵2出口；
[0068]D 口.產出液進口 ；
[0069]E 口.產出液出口；
[0070]F 口.分離氣出口；
[0071](3).換向閥總成H
[0072]8-4.換向閥體；8-5.換向閥芯；8_6.動力液入口流道；8_7.乏動力液出口流道；8-8.液動缸進口流道；8-9.乏動力液返回流道；8-10.控制拉桿；8-11.強磁彈射環(huán)；8_12.上擋環(huán)；8-13.上緩沖簧；8-14.上強磁吸合環(huán)；8-15.下緩沖簧；8-16.下強磁吸合環(huán)；8-17.下?lián)醐h(huán)；
[0073](4).液動缸總成Y
[0074]8-18.液動缸筒；8-19.液動缸柱塞；
[0075](5).上吸入排出凡爾總成S
[0076]8-20.上凡爾體；8-21.上排液凡爾；8_22.上吸入凡爾；
[0077](6).排液缸總成P
[0078]8-23.排液缸筒；8-24.排液缸柱塞桿；8_25.排液缸柱塞；
[0079](7).下吸入排出凡爾總成X
[0080]8-26.下凡爾體；8-27.下吸入凡爾；8_28.下排液凡爾。
【具體實施方式】
[0081]實施例1:
[0082]如圖1和圖5所示:本使用新型所述的U形管單井液力自循環(huán)采油裝置包括由加壓泵2泵入動力液的油管5、油管5自上而下依次串接的彈性扶正爪7、井下液力往復泵8、油氣分離罩9及封隔器10密封的油管5和套管6環(huán)形空間U形管產液通道，封隔器10之下尾管串接的旋流分砂管11，產出液經D 口流經多功能中轉罐4，并由此一路經A 口流入過濾器3、加壓泵2，另一路通過E 口進入集輸管道所組成的采油密閉循環(huán)流程；地面配套裝置包括依次串連的電動機1、加壓泵2、過濾器3和多功能中轉罐4。
[0083]所述的采油密閉循環(huán)流程為由封隔器10密封油套管環(huán)形空間組成的U形管產液密閉循環(huán)回路，其流程如圖1和圖5所示為加壓泵2將高壓動力液從C 口泵入油管5，經井下液力往復泵8換向閥芯8-5換向，推動液動缸柱塞8-19往復運動，并帶動排液缸柱塞8-25雙向將產出液經上排液凡爾8-21和下排液凡爾8-28排入油套管環(huán)形空間，進而以U形管方式將產出液舉升至地面，經D 口進入多功能中轉罐4預處理分配，大部分產出液經E 口進入集輸管道，少部分產出液經A 口進入過濾器3，過濾后經B 口進入加壓泵2加壓，成為新動力液實現新一輪循環(huán)。
[0084]所述的加壓泵2為柱塞泵或離心泵或兼有與電動機I傳動軸非接觸傳動的無泄露和自加熱功能的磁力密封泵，其與電動機I的配套方式為三相異步電動機或永磁同步電機或開關磁阻調速電機，傳動軸耦合為通用聯(lián)軸器或永磁聯(lián)軸器。
[0085]所述的多功能中轉罐4為圖4所示的集聚光太陽能真空傳熱裝置、強磁旋流自發(fā)電加熱裝置、產出液余溫加熱和油氣旋流分離裝置及產出液流向分配多種功能于一罐的多功能中轉罐，該罐罐體為雙層真空罐4-1，其真空夾層底部充裝導熱介質4-6，真空罐體外壁上設置抽氣充液閥4-9，真空罐體上、下部設置液位計4-12，罐體內部通過上、下轉軸固定過濾隔板4-7設置由軸承固定的兩軸端帶葉輪4-5、軸徑外圍包覆強磁體環(huán)4-3的轉軸4-4及強磁體環(huán)4-3外置的套裝式組合鼠籠4-2所組成的強磁旋流自發(fā)電加熱裝置；罐體上部設置法蘭式罐蓋4-8，罐蓋4-8頂部設置超壓報警安全閥4-11，罐蓋4-8下部設置油氣旋流分離傘4-10 ;罐體中部、底部、上部、頂部徑向90°或120°切向分布產生高速旋流，為強磁體環(huán)4-3高速旋轉切割套裝式組合鼠籠4-2發(fā)電制熱提供動力的低壓動力液出口 A、產出液進口 D、產出液出口 E、分離氣出口 F，其中低壓動力液出口 A連接過濾器3，過濾器3出口 B連接加壓泵2，加壓泵2出口 C高壓動力液泵入油管5形成U形管采油密閉循環(huán)回路。
[0086]所述的聚光太陽能真空傳熱裝置包括如圖4所示的雙層真空罐4-1，罐壁上部設置的抽氣充液閥4-9，通過抽氣充液閥4-9向雙層真空罐4-1夾層充裝的水、冠醚、硫酸鉀或重鉻酸鉀、可解離順磁化合物Fe2O3導熱介質4-6以及導熱介質4-6聚焦點設置的弧形線聚焦菲涅耳高倍聚光鏡，有光照條件通過太陽能聚能光斑激發(fā)導熱介質4-6急驟汽化、蒸發(fā)、與罐內旋轉液流快速換熱、凝結、回流高強度循環(huán)換熱；無光照條件通過罐內產液余溫激發(fā)導熱介質4-6進行低強度上述循環(huán)換熱過程。
[0087]所述的強磁旋流自發(fā)電加熱裝置包括如圖4所示的多功能中轉罐4罐體內部通過上、下轉軸固定過濾隔板4-7設置的由軸承固定的兩軸端帶葉輪4-5、軸徑外圍包覆強磁體環(huán)4-3的轉軸4-4及強磁體環(huán)4-3外置的套裝式組合鼠籠4-2，轉軸4_4為非導磁材料，套裝式組合鼠籠4-2為高阻非導磁材料，其中強磁體環(huán)4-3永磁體為徑向充磁軸向疊置；套裝式組合鼠籠4-2在磁力線影響范圍內軸向套置一組、二組或多組，構成同軸多機發(fā)電制熱機組，套置間距0.2-3_;套裝式組合鼠籠4-2的結構為同軸多組軸向套裝同心管，管與管之間互相絕緣，管壁上對稱開形成閉合導體的兩端封閉的直長縫或斜長縫或直長孔。
[0088]所述的油氣旋流分離裝置包括如圖4所示的沿罐壁切向設置的產出液進口 D，罐蓋4-8之下設置的旋流分離傘4-10，正置或倒置的傘面上設徑向旋流導流槽，經旋流分離的重質砂、水經上、下轉軸固定過濾隔板4-7進入產出液出口 E，經旋流分離的天然氣經出口 F并入產出液出口 E混輸入油氣處理站。
[0089]所述的井下液力往復泵8為由內外筒組成的整筒式或分體式液力雙向舉升裝置，包括如圖5所示的自上而下用絲扣密封連接的上接箍8-1、換向閥總成H、外筒8-2和下接頭兼固定凡爾座8-3以及外筒8-2內自上而下密封串連的換向閥總成H、液動缸總成Y、上吸入排出凡爾總成S、排液缸總成P、下吸入排出凡爾總成X,其中液動缸總成Y和排液缸總成P之間通過換向閥總成H的液動缸進口流道8-8、乏動力液返回流道8-9以及上吸入排出凡爾總成S和下吸入排出凡爾總成X的進出油流道構成密閉循環(huán)回路，根據不同井深和排液量需求，液動缸總成Y和排液缸總成P可串連組成單級或多級抽排裝置，各總成的構造和連接關系為:
[0090]換向閥總成H為柱塞上下行程終端軸向拉桿牽引強磁彈射和強磁吸合雙保險換向機構，包括中心孔徑向開泵入、進液、返液、出液等間距凹槽的換向閥體8-4、與等間距凹槽對應開徑向通孔的空心換向閥芯8-5、從換向閥體8-4下端中心孔密封通過連接空心換向閥芯8-5的控制拉桿8-10，其中:
[0091]換向閥體8-4為上部密封連接上接箍8-1，下部密封連接外筒8-2、內筒液動缸筒8-18的液流換向中樞，其閥體上部沿圓周呈60-120°軸向開與動力液入口流道8-6相通的連通孔，與上述連通孔交錯位置向上斜向開與乏動力液出口流道8-7相通的連通孔；閥體下部沿圓周呈60-120°軸向開與液動缸進口流道8-8相通的連通孔，與上述連通孔交錯位置徑向開與乏動力液返回流道8-9相通的連通孔；
[0092]換向閥芯8-5為與換向閥體8-4密封配合的液流換向執(zhí)行機構，包括上部帶中心孔、外壁開長凹槽的芯管和外覆的與芯管長凹槽對應配合的短徑向通孔耐磨耐熱材料護套，其芯管上下長凹槽沿圓周每30-120°開徑向通孔與乏動力液出口流道8-7連通；
[0093]控制拉桿8-10為柱塞上下行程終端軸向拉桿牽引強磁彈射和強磁吸合雙保險換向控制機構，其上端連接換向閥芯8-5，并從換向閥體8-4下部中心孔密封通過，其下端密封通過液動缸柱塞8-19中心孔后進入與液動缸柱塞8-19下部連接的空心排液缸柱塞桿8-24 ;空心排液缸柱塞桿8-24頂部設置上強磁吸合環(huán)8-14 ;控制拉桿8_10上行程終端固定上擋環(huán)8-12，上擋環(huán)8-12上部同極性疊置2-3塊強磁彈射環(huán)8_11，上擋環(huán)8_12下部設置上緩沖簧8-13 ;控制拉桿8-10下行程終端固定下?lián)醐h(huán)8-17，下?lián)醐h(huán)8_17上部異極性疊置2-3塊下強磁吸合環(huán)8-16，下強磁吸合環(huán)8-16上部設置下緩沖簧8_15 ；
[0094]液動缸總成Y為提供液體動力的執(zhí)行機構，包括液動缸筒8-18和與其密封配合的液動缸柱塞8-19，液動缸柱塞8-19下端中心孔用絲扣或活節(jié)連接空心排液缸柱塞桿8-24 ；
[0095]上吸入排出凡爾總成S為下吸上排的兩用閥，包括空心上凡爾體8-20、上排液凡爾8-21和上吸入凡爾8-22，其中上凡爾體8-20上端徑向呈90°或120°設置與油套管環(huán)形空間出油流道連通的上排液凡爾8-21 ;上凡爾體8-20下端徑向呈90°或120°設置與內外筒進油流道連通的上吸入凡爾8-22 ;上排液凡爾8-21和上吸入凡爾8-22由凡爾罩限位的凡爾球為高耐磨耐熱材料球體或帶尾桿的半球體，凡爾腔與凡爾球間隙配合，并呈90°或120°設置軸向出進油流道；
[0096]排液缸總成P為雙吸雙排的抽排機構，包括排液缸筒8-23和與其密封配合的排液缸柱塞8-25以及拖動排液缸柱塞8-25的空心排液缸柱塞桿8-24，排液缸柱塞8_25上部中心孔與從上吸入排出凡爾總成S中心孔密封通過的空心排液缸柱塞桿8-24用絲扣或活節(jié)連接，排液缸柱塞8-25下部為以下兩種類型之一:
[0097]第一種為不設中心孔的光柱塞；
[0098]第二種為柱塞下部設置中心孔，該中心孔用絲扣或活節(jié)與從下吸入排出凡爾總成X中心孔密封通過的平衡桿連接；
[0099]下吸入排出凡爾總成X為上吸下排的兩用閥，包括空心下凡爾體8-26、下吸入凡爾8-27和下排液凡爾8-28，其中下凡爾體8-26上端徑向呈90?；?20。設置與內外筒進油流道連通的下吸入凡爾8-27 ;下凡爾體8-26下端徑向呈90°或120°設置與油套管環(huán)形空間出油流道連通的下排液凡爾8-28 ;下吸入凡爾8-27和下排液凡爾8-28由凡爾罩限位的凡爾球為高耐磨耐熱材料球體或帶尾桿的半球體，凡爾腔與凡爾球間隙配合，并呈90°或120°設置軸向進出油流道。
[0100]所述的液動缸柱塞8-19和排液缸柱塞8-25與缸筒的密封為高耐磨金屬間隙密封或張力密封，其中張力密封至少為以下二種類型之一:
[0101]第一種為熱張力密封，柱塞本體為高耐磨金屬，與缸筒保持間隙密封，柱塞徑向凹槽內熱裝熱脹冷縮系數大于柱塞本體材質的有機或無機或有機無機合成材料密封環(huán)，靠磨損后密封環(huán)熱張力大于柱塞本體熱張力可靠密封，密封環(huán)材料為無油自潤滑、耐高溫、耐磨、耐油、耐腐蝕改性MC尼龍、丁腈橡膠、氟橡膠、聚四氟乙烯、聚苯亞咪咪、聚酰亞胺的其中之一；
[0102]第二種為液壓張力密封，柱塞本體為高耐磨金屬，與缸筒保持間隙密封，柱塞本體外層設置與動力液連通的密封薄壁耐磨金屬空腔，靠磨損后動力液高壓對薄壁金屬的張力變形可靠密封。
[0103]所述的U形管單井液力自循環(huán)采油裝置設計參數為:
[0104]舉升高度:3000m;
[0105]電動機功率:22kw ；
[0106]加壓泵額定壓力:9Mpa ；
[0107]整機重量:2000kg；
[0108]外型尺寸:2.5X1.2X1.6 (m)。
[0109]實施例2:
[0110]如圖2所示:本實施例的井下液力往復泵采用常規(guī)管式泵，泵筒底部開進油孔，地面配套裝置同實施例1，只對如下裝置進行了調整:
[0111]所述的采油密閉循環(huán)流程為由封隔器10密封油套管環(huán)形空間組成的U形管產液密閉循環(huán)回路，其流程為加壓泵2將高壓動力液從C 口泵入油套管環(huán)形空間，經常規(guī)抽油泵泵筒下部入口進泵筒推動柱塞上行，以U形管方式將產出液由油管5舉升至地面，經D 口進入多功能中轉罐4預處理分配，大部分產出液經E 口進入集輸管道，停加壓泵2柱塞靠液柱壓力完成下行程進油，再次啟動加壓泵2，少部分產出液經A 口進入過濾器3，過濾后經B口吸入加壓泵2，加壓后成為新動力液間歇實現新一輪循環(huán)。
[0112]所述的強磁旋流自發(fā)電加熱裝置包括如圖4所示的多功能中轉罐4罐體內部通過上、下轉軸固定過濾隔板4-7設置的由軸承固定的兩軸端帶葉輪4-5、軸徑外圍包覆強磁體環(huán)4-3的轉軸4-4及強磁體環(huán)4-3外置的套裝式組合鼠籠4-2，轉軸4_4為非導磁材料，套裝式組合鼠籠4-2為高阻非導磁材料，其中強磁體環(huán)4-3永磁體為徑向充磁軸向疊置；套裝式組合鼠籠4-2在磁力線影響范圍內軸向套置一組、二組或多組，構成同軸多機發(fā)電制熱機組，套置間距0.2-3mm ;套裝式組合鼠籠4_2的結構為同軸多組軸向套裝同心管，管與管之間互相絕緣，管壁上對稱開形成閉合導體的兩端封閉的針狀電暈放電錐尖。
[0113]所述的U形管單井液力自循環(huán)采油裝置設計參數為:
[0114]舉升高度:2500m;
[0115]電動機功率:15kw;
[0116]加壓泵額定壓力:8Mpa ;
[0117]整機重量:1500kg;
[0118]外型尺寸:2.5X1.2X1.6 (m)。
[0119]實施例3:
[0120]如圖3所示:本實施例的井下液力往復泵采用常規(guī)管式泵，泵筒底部開進油孔，地面配套裝置同實施例1，只對如下裝置進行了調整:
[0121]所述的采油密閉循環(huán)流程為由封隔器10密封油套管環(huán)形空間組成的U形管產液密閉循環(huán)回路，其流程為動力液通過地面液力換向閥總成12換向，加壓泵2交替將高壓動力液從C 口泵入油管5和油套管環(huán)形空間，以U形管方式將產出液交替由油套管環(huán)形空間、油管5舉升至地面，進入多功能中轉罐4預處理分配，大部分產出液經E 口進入集輸管道，少部分產出液經A 口進入過濾器3，過濾后經B 口吸入加壓泵2，加壓后成為新動力液交替實現新一輪循環(huán)。
[0122]所述的強磁旋流自發(fā)電加熱裝置包括如圖4所示的多功能中轉罐4罐體內部通過上、下轉軸固定過濾隔板4-7設置的由軸承固定的兩軸端帶葉輪4-5、軸徑外圍包覆強磁體環(huán)4-3的轉軸4-4及強磁體環(huán)4-3外置的套裝式組合鼠籠4-2，轉軸4_4為非導磁材料，套裝式組合鼠籠4-2為高阻非導磁材料，其中強磁體環(huán)4-3永磁體為徑向充磁軸向疊置；套裝式組合鼠籠4-2在磁力線影響范圍內軸向套置一組、二組或多組，構成同軸多機發(fā)電制熱機組，套置間距0.2-3_;套裝式組合鼠籠4-2的結構為同軸多組軸向套裝同心管，管與管之間互相絕緣，管壁上對稱開形成閉合導體的兩端封閉的鋸齒狀電弧放電錐尖。
[0123]所述的U形管單井液力自循環(huán)采油裝置設計參數為:
[0124]舉升高度:1600m;
[0125]電動機功率:IOkw ;
[0126]加壓泵額定壓力:5Mpa ;
[0127]整機重量:1000kg;
[0128]外型尺寸:2.5X1.2X1.6 (m)。
[0129]采用以上技術方案，本使用新型是各種采油方式的最佳選擇，可一攬子解決井下砂、蠟、稠、氣、斜、深，地面節(jié)能、安全、環(huán)保、基本免維護的諸多難題，實現機械采油的方向性創(chuàng)新。
[0130]上述3例實施方案僅用于說明本使用新型三種U形管單井液力自循環(huán)采油裝置，并非對本使用新型涉及技術方案的限制，所屬【技術領域】的普通技術人員在本使用新型涉及的技術范圍內提出的各種雷同或相似變化方案，仍屬于本使用新型的權利保護范圍。
【權利要求】
1.一種U形管單井液力自循環(huán)采油裝置，其特征在于:該裝置包括由加壓泵(2)泵入動力液的油管(5)、油管(5)自上而下依次串接的彈性扶正爪(7)、井下液力往復泵(8)、油氣分離罩(9)及封隔器(10)密封的油管(5)和套管(6)環(huán)形空間U形管產液通道，封隔器(10)之下尾管串接的旋流分砂管(11)，產出液經D 口流經多功能中轉罐(4)，并由此一路經A 口流入過濾器(3)、加壓泵(2)，另一路通過E 口進入集輸管道所組成的采油密閉循環(huán)流程；地面配套裝置包括依次串連的電動機(I)、加壓泵(2)、過濾器(3)和多功能中轉罐⑷。
2.根據權利要求1所述的U形管單井液力自循環(huán)采油裝置，其特征在于:所述的采油密閉循環(huán)流程為由封隔器(10)密封油套管環(huán)形空間組成的U形管產液密閉循環(huán)回路，其流程至少為以下七種類型之一: 第一種為加壓泵(2)將高壓動力液從C 口泵入油管(5)，經井下液力往復泵(8)換向閥芯(8-5)換向，推動液動缸柱塞(8-19)往復運動，并帶動排液缸柱塞(8-25)雙向將產出液經上排液凡爾(8-21)和下排液凡爾(8-28)排入油套管環(huán)形空間，進而以U形管方式將產出液舉升至地面，經D 口進入多功能中轉罐(4)預處理分配，大部分產出液經E 口進入集輸管道，少部分產出液經A 口進入過濾器(3)，過濾后經B 口進入加壓泵(2)加壓，成為新動力液實現新一輪循環(huán)； 第二種為加壓泵(2)將高壓動力液從C 口泵入油套管環(huán)形空間，經常規(guī)抽油泵泵筒下部入口進泵筒推動柱塞上行，以U形管方式將產出液由油管(5)舉升至地面，經D 口進入多功能中轉罐⑷預處理分配，大部分產出液經E 口進入集輸管道，停加壓泵(2)柱塞靠液柱壓力完成下行程進油，再次啟動加壓泵(2)，少部分產出液經A 口進入過濾器(3)，過濾后經B 口吸入加壓泵(2)，加壓后成為新動力液間歇實現新一輪循環(huán)； 第三種為動力液通過地面液力換向閥總成(12)換向，加壓泵(2)交替將高壓動力液從C 口泵入油管(5)和油套管環(huán)形空間，以U形管方式將產出液交替由油套管環(huán)形空間、油管(5)舉升至地面，進入多功能中轉罐(4)預處理分配，大部分產出液經E口進入集輸管道，少部分產出液經A 口進入過濾器(3)，過濾后經B 口吸入加壓泵(2)，加壓后成為新動力液交替實現新一輪循環(huán)； 第四種一第六種為油管(5)內下入空心抽油桿取代油管(5)，油管(5)功能代替套管(6)，組成空心抽油桿和油管(5)環(huán)形空間，實現與第一、第二、第三種密閉循環(huán)流程相同的U形管密閉采油流程； 第七種為加壓泵(2)將高壓動力液從C 口泵入油套管環(huán)形空間，經井下液力往復泵(8)乏動力液出口流道(8-7)進入換向閥芯(8-5)中空內腔，頂開上部單流凡爾從油管(5)返回多功能中轉罐(4)的反沖洗流程。
3.根據權利要求1所述的U形管單井液力自循環(huán)采油裝置，其特征在于:所述的加壓泵(2)為柱塞泵或離心泵或兼有與電動機(1)傳動軸非接觸傳動的無泄露和自加熱功能的磁力密封泵，其與電動機(1)的配套方式為三相異步電動機或永磁同步電機或開關磁阻調速電機，傳動軸稱合為通用聯(lián)軸器或永磁聯(lián)軸器。
4.根據權利要求1所述的U形管單井液力自循環(huán)采油裝置，其特征在于:所述的多功能中轉罐⑷為集聚光太陽能真空傳熱裝置、強磁旋流自發(fā)電加熱裝置、產出液余溫加熱和油氣旋流分離裝置及產出液流向分配多種功能于一罐的多功能中轉罐，該罐罐體為雙層真空罐(4-1)，其真空夾層底部充裝導熱介質(4-6)，真空罐體外壁上設置抽氣充液閥(4-9)，真空罐體上、下部設置液位計(4-12);罐體內部通過上、下轉軸固定過濾隔板(4-7)設置由軸承固定的兩軸端帶葉輪(4-5)、軸徑外圍包覆強磁體環(huán)(4-3)的轉軸(4-4)及強磁體環(huán)(4-3)外置的套裝式組合鼠籠(4-2)所組成的強磁旋流自發(fā)電加熱裝置；罐體上部設置法蘭式罐蓋(4-8)，罐蓋(4-8)頂部設置超壓報警安全閥(4-11)，罐蓋(4-8)下部設置油氣旋流分離傘(4-10);罐體中部、底部、上部、頂部徑向90°或120°切向分布產生高速旋流，為強磁體環(huán)(4-3)高速旋轉切割套裝式組合鼠籠(4-2)發(fā)電制熱提供動力的低壓動力液出口 A、產出液進口 D、產出液出口 E、分離氣出口 F，其中低壓動力液出口 A連接過濾器(3)，過濾器(3)出口 B連接加壓泵(2)，加壓泵(2)出口 C高壓動力液泵入油管(5)形成U形管采油密閉循環(huán)回路。
5.根據權利要求1或權利要求4所述的U形管單井液力自循環(huán)采油裝置，其特征在于:所述的聚光太陽能真空傳熱裝置包括雙層真空罐(4-1)，罐壁上部設置的抽氣充液閥(4-9)，通過抽氣充液閥(4-9)向雙層真空罐(4-1)夾層充裝的水、冠醚、硫酸鉀或重鉻酸鉀、可解離順磁化合物Fe2O3導熱介質(4-6)以及導熱介質(4-6)聚焦點設置的弧形線聚焦菲涅耳高倍聚光鏡，有光照條件通過太陽能聚能光斑激發(fā)導熱介質(4-6)急驟汽化、蒸發(fā)、與罐內旋轉液流快速換熱、凝結、回流高強度循環(huán)換熱；無光照條件通過罐內產液余溫激發(fā)導熱介質(4-6)進行低強度上述循環(huán)換熱過程。
6.根據權利要求1或權利要求4所述的U形管單井液力自循環(huán)采油裝置，其特征在于:所述的強磁旋流自發(fā)電加熱裝置包括多功能中轉罐(4)罐體內部通過上、下轉軸固定過濾隔板(4-7)設置的由軸承固定的兩軸端帶葉輪(4-5)、軸徑外圍包覆強磁體環(huán)(4-3)的轉軸(4-4)及強磁體環(huán)(4-3)外置的套裝式組合鼠籠(4-2)，轉軸(4-4)為非導磁材料，套裝式組合鼠籠(4-2)為高阻非導磁材料，其中強磁體環(huán)(4-3)永磁體為徑向充磁軸向疊置；套裝式組合鼠籠(4-2)在磁力線影響范圍內軸向套置一組、二組或多組，構成同軸多機發(fā)電制熱機組，套置間距0.2-3mm;套裝式組合鼠籠(4_2)的結構至少為以下五種類型之一: 第一種為同軸多組軸向套裝同心管，管與管之間互相絕緣，管壁上對稱開形成閉合導體的兩端封閉的直長縫或斜長縫或直長孔； 第二種為同軸多組軸向套裝同心管，管與管之間互相絕緣，管壁上對稱開形成閉合導體的兩端封閉的針狀電暈放電錐尖； 第三種為同軸多組軸向套裝同心管，管與管之間互相絕緣，管壁上對稱開形成閉合導體的兩端封閉的鋸齒狀電弧放電錐尖； 第四種為同軸多組軸向套裝同心管，管與管之間互相并聯(lián)，管壁上對稱開形成閉合導體的兩端封閉的直長縫或斜長縫或直長孔或針狀電暈放電錐尖或鋸齒狀電弧放電錐尖； 第五種為對稱真空管閉合鼠籠，管內充裝低溫快速啟動，并以汽化、蒸發(fā)、冷凝、回流方式與管外旋轉流體快速循 環(huán)換熱的蒸餾水、乙醇導熱介質。
7.根據權利要求1或權利要求4所述的U形管單井液力自循環(huán)采油裝置，其特征在于:所述的油氣旋流分離裝置包括沿罐壁切向設置的產出液進口 D，罐蓋(4-8)之下設置的旋流分離傘(4-10)，正置或倒置的傘面上設徑向旋流導流槽，經旋流分離的重質砂、水經上、下轉軸固定過濾隔板(4-7)進入產出液出口 E，經旋流分離的天然氣經出口 F并入產出液出口 E混輸入油氣處理站。
8.根據權利要求1所述的U形管單井液力自循環(huán)采油裝置，其特征在于:所述的井下液力往復泵(8)為由內外筒組成的整筒式或分體式液力雙向舉升裝置，包括自上而下用絲扣密封連接的上接箍(8-1)、換向閥總成H、外筒(8-2)和下接頭兼固定凡爾座(8-3)以及外筒(8-2)內自上而下密封串連的換向閥總成H、液動缸總成Y、上吸入排出凡爾總成S、排液缸總成P、下吸入排出凡爾總成X，其中液動缸總成Y和排液缸總成P之間通過換向閥總成H的液動缸進口流道(8-8)、乏動力液返回流道(8-9)以及上吸入排出凡爾總成S和下吸入排出凡爾總成X的進出油流道構成密閉循環(huán)回路，根據不同井深和排液量需求，液動缸總成Y和排液缸總成P可串連組成單級或多級抽排裝置，各總成的構造和連接關系為:換向閥總成H為柱塞上下行程終端軸向拉桿牽引強磁彈射和強磁吸合雙保險換向機構，包括中心孔徑向開泵入、進液、返液、出液等間距凹槽的換向閥體(8-4)、與等間距凹槽對應開徑向通孔的空心換向閥芯(8-5)、從換向閥體(8-4)下端中心孔密封通過連接空心換向閥芯(8-5)的控制拉桿(8-10)，其中: 換向閥體(8-4)為上部密封連接上接箍(8-1)，下部密封連接外筒(8-2)、內筒液動缸筒(8-18)的液流換向中樞，其閥體上部沿圓周呈60-120°軸向開與動力液入口流道(8-6)相通的連通孔，與上述連通孔交錯位置向上斜向開與乏動力液出口流道(8-7)相通的連通孔；閥體下部沿圓周呈60-120°軸向開與液動缸進口流道(8-8)相通的連通孔，與上述連通孔交錯位置徑向開與乏動力液返回流道(8-9)相通的連通孔； 換向閥芯(8-5)為與換向閥體(8-4)密封配合的液流換向執(zhí)行機構，包括上部帶中心孔、外壁開長凹槽的芯管和外覆的與芯管長凹槽對應配合的短徑向通孔耐磨耐熱材料護套，其芯管上下長凹槽沿圓周每30-120°開徑向通孔與乏動力液出口流道(8-7)連通； 控制拉桿(8-10)為柱塞上下行程終端軸向拉桿牽引強磁彈射和強磁吸合雙保險換向控制機構，其上端連接換向閥芯(8-5)，并從換向閥體(8-4)下部中心孔密封通過，其下端密封通過液動缸柱塞(8-19)中心孔后進入與液動缸柱塞(8-19)下部連接的空心排液缸柱塞桿(8-24);空心排液缸柱塞桿(8-24)頂部設置上強磁吸合環(huán)(8-14);控制拉桿(8-10)上行程終端固定上擋環(huán)(8-12)，上擋環(huán)(8-12)上部同極性疊置2_3塊強磁彈射環(huán)(8-11)，上擋環(huán)(8-12)下部設置上緩沖簧(8-13);控制拉桿(8_10)下行程終端固定下?lián)醐h(huán)(8-17)，下?lián)醐h(huán)(8-17)上部異極性疊置2-3塊下強磁吸合環(huán)(8_16)，下強磁吸合環(huán)(8-16)上部設置下緩沖簧(8-15)； 液動缸總成Y為提供液體動力的執(zhí)行機構，包括液動缸筒(8-18)和與其密封配合的液動缸柱塞(8-19)，液動缸柱塞(8-19)下端中心孔用絲扣或活節(jié)連接空心排液缸柱塞桿(8-24)； 上吸入排出凡爾總成S為下吸上排的兩用閥，包括空心上凡爾體(8-20)、上排液凡爾(8-21)和上吸入凡爾(8-22)，其中上凡爾體(8-20)上端徑向呈90°或120°設置與油套管環(huán)形空間出油流道連通的上排液凡爾(8-21);上凡爾體(8-20)下端徑向呈90°或120°設置與內外筒進油 流道連通的上吸入凡爾(8-22);上排液凡爾(8-21)和上吸入凡爾(8-22)由凡爾罩限位的凡爾球為高耐磨耐熱材料球體或帶尾桿的半球體，凡爾腔與凡爾球間隙配合，并呈90°或120°設置軸向出進油流道； 排液缸總成P為雙吸雙排的抽排機構，包括排液缸筒(8-23)和與其密封配合的排液缸柱塞(8-25)以及拖動排液缸柱塞(8-25)的空心排液缸柱塞桿(8-24)，排液缸柱塞(8_25)上部中心孔與從上吸入排出凡爾總成S中心孔密封通過的空心排液缸柱塞桿(8-24)用絲扣或活節(jié)連接，排液缸柱塞(8-25)下部為以下兩種類型之一: 第一種為不設中心孔的光柱塞； 第二種為柱塞下部設置中心孔，該中心孔用絲扣或活節(jié)與從下吸入排出凡爾總成X中心孔密封通過的平衡桿連接； 下吸入排出凡爾總成X為上吸下排的兩用閥，包括空心下凡爾體(8-26)、下吸入凡爾(8-27)和下排液凡爾(8-28)，其中下凡爾體(8-26)上端徑向呈90°或120°設置與內外筒進油流道連通的下吸入凡爾(8-27);下凡爾體(8-26)下端徑向呈90°或120°設置與油套管環(huán)形空間出油流道連通的下排液凡爾(8-28);下吸入凡爾(8-27)和下排液凡爾(8-28)由凡爾罩限位的凡爾球為高耐磨耐熱材料球體或帶尾桿的半球體，凡爾腔與凡爾球間隙配合，并呈90°或120°設置軸向進出油流道。
9.根據權利要求1或權利要求8所述的U形管單井液力自循環(huán)采油裝置，其特征在于:所述的液動缸柱塞(8-19)和排液缸柱塞(8-25)與缸筒的密封為高耐磨金屬間隙密封或張力密封，其中張力密封至少為以下二種類型之一: 第一種為熱張力密封，柱塞本體為高耐磨金屬，與缸筒保持間隙密封，柱塞徑向凹槽內熱裝熱脹冷縮系數大于柱塞本體材質的有機或無機或有機無機合成材料密封環(huán)，靠磨損后密封環(huán)熱張力大于柱塞本體熱張力可靠密封，密封環(huán)材料為無油自潤滑、耐高溫、耐磨、耐油、耐腐蝕改性MC尼龍、丁腈橡膠、氟橡膠、聚四氟乙烯、聚苯亞咪咪、聚酰亞胺的其中之 第二種為液壓張力密封，柱塞本體為高耐磨金屬，與缸筒保持間隙密封，柱塞本體外層設置與動力液連通的密封薄壁耐磨金屬空腔，靠磨損后動力液高壓對薄壁金屬的張力變形可靠密封。
【文檔編號】E21B43/00GK203729957SQ201320874842
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權日:2013年12月30日
【發(fā)明者】王剛, 王穎, 王建武, 靳奉龑 申請人:王剛, 王穎, 王建武, 靳奉龑